China podría convertirse este viernes en el tercer país en aterrizar exitosamente en la superficie de Marte.
Mañana, la Administración Nacional del Espacio de China intentará aterrizar su rover Zhurong en el planeta rojo, para lo cual deberá enfrentar los llamados “siete minutos de terror” que soportan los robots de exploración marcianos antes de tocar suelo marciano exitosamente, según observadores espaciales chinos.
La ambiciosa misión Tianwen-1 a Marte se lanzó en julio de 2020 y contiene tres naves espaciales: un orbitador, que ahora está girando alrededor de Marte, un módulo de aterrizaje y el rover Zhurong. Esta es la primera misión de China a Marte, pero aterrizar en el planeta es una tarea difícil: solo la mitad de los viajes al planeta han sido exitosos y ninguna agencia, salvo la Nasa, ha aterrizado en la superficie desde 1973.
La compleja misión china
Durante los primeros meses de 2021, la atmósfera marciana estaba llena de nuevos visitantes de la Tierra. Primero, fue la sonda Hope de la Agencia Espacial de los Emiratos Árabes Unidos, seguida de la órbita china Tianwen-1 entrando en órbita.
Más recientemente, la Nasa aterrizó el rover más grande de todos los tiempos en Marte y su compañero, un ingenioso helicóptero, los cuales han estado estableciendo nuevos hitos desde entonces.
El próximo visitante al planeta será el módulo de aterrizaje de la misión Tianwen-1, que intentará llegar a la superficie de Marte este viernes. Para ingresar a la atmósfera marciana, utilizará una técnica ligeramente diferente a las misiones anteriores.
Aterrizar en Marte es notoriamente peligroso: más misiones han fracasado de las que han tenido éxito. Un aterrizaje exitoso en Marte requiere ingresar a la atmósfera a velocidades muy altas y luego reducir la velocidad de la nave espacial de la manera correcta a medida que se acerca a su lugar de aterrizaje.
Esta fase de la misión, conocida como entrada-descenso-aterrizaje, es la más crítica. Las misiones anteriores han utilizado varias formas diferentes de entrada a la atmósfera marciana.
La experiencia de regresar una nave espacial a la Tierra ha ayudado a perfeccionar la entrada a la atmósfera de Marte. La Tierra puede tener una atmósfera significativamente diferente a la de Marte, pero los principios siguen siendo los mismos.
Una nave espacial que orbita un planeta se moverá muy rápido, para mantenerse vinculada a esa órbita. Pero si la nave espacial entrara en una atmósfera a una velocidad tan alta, incluso una tan delgada como la de Marte, se quemaría. Cualquier cosa que entre a la atmósfera debe ralentizarse significativamente y eliminar el calor generado durante este breve viaje. Hay varias formas de hacerlo.
Las naves espaciales están protegidas del calor generado durante la entrada a la atmósfera mediante escudos térmicos. Varias misiones en el pasado han utilizado técnicas como absorber calor, un revestimiento aislante, reflejar el calor de regreso a la atmósfera o por ablación, quemando el material del escudo.
Desde las misiones Apolo de la década de 1960 hasta el Dragon de SpaceX más reciente, estas técnicas se han utilizado con éxito y funcionan muy bien para la Tierra. Pero cuando se trata de Marte, los ingenieros deben emplear algunas medidas adicionales.
Los orbitadores están diseñados para monitorear la superficie de un planeta desde la órbita y actuar como una estación de retransmisión de comunicaciones. Al acercarse a un planeta, la nave espacial suele dirigirse a lo largo de órbitas elípticas sucesivamente más pequeñas, disminuyendo cada vez más, hasta que alcanza su órbita objetivo. Esta técnica también se puede utilizar para bajar la órbita de una nave espacial antes de la entrada atmosférica de un módulo de aterrizaje.
Toda la maniobra ocurre en unos pocos meses y no necesita ningún equipo adicional, una forma eficiente de ahorrar combustible. Dado que utiliza la atmósfera superior del planeta para aplicar los frenos, se denomina aerofrenado. El frenado aerodinámico se ha utilizado para varias misiones a Marte, incluidas ExoMars Trace Gas Orbiter y Mars Reconnaissance Orbiter.
El aerofrenado puede ralentizar significativamente la nave espacial, pero para las misiones con rovers para aterrizar se vuelve más complicado. En Marte, la densidad atmosférica es solo el 1% de la Tierra y no hay océanos en los que la nave espacial pueda chapotear con seguridad. La forma roma de la nave espacial por sí sola no es suficiente para reducir la velocidad.
Anteriormente, las misiones exitosas utilizaban medidas adicionales. La nave espacial Mars Pathfinder utilizó paracaídas para desacelerar, mientras dependía de un sistema de airbag único que entró en acción en los últimos segundos para absorber el impacto del aterrizaje. Los rovers Spirit y Opportunity aterrizaron con éxito en Marte con la misma técnica.
Unos años más tarde, el rover Curiosity utilizó un nuevo sistema de aterrizaje. En los últimos segundos, se dispararon cohetes, lo que permitió que la nave espacial flotara mientras una cuerda, una grúa aérea, bajaba el rover a la polvorienta superficie marciana. Este nuevo sistema demostró la entrega de una carga útil pesada a Marte y allanó el camino para misiones más grandes.
Más recientemente, el rover Perseverance, que aterrizó a principios de 2021, utilizó la confiable grúa aérea, así como dos tecnologías más avanzadas. Estas nuevas características que utilizaron imágenes en vivo tomadas de sus cámaras permitieron un aterrizaje más preciso, confiable y seguro.
El aterrizaje del rover chino Tianwen-1 es la próxima misión a Marte. La ambiciosa misión tiene componentes en órbita, aterrizaje y itinerancia, la primera misión que incluye los tres en su primer intento. Ya ha estado dando vueltas al planeta rojo desde que entró en la órbita de Marte el 24 de febrero e intentará aterrizar este viernes su rover Zhurong, que significa “dios del fuego”.
En tamaño, Zhurong está entre el Spirit y el Perseverance y lleva seis piezas de equipo científico. Después de aterrizar, Zhurong inspeccionará los alrededores para estudiar el suelo, la geomorfología y la atmósfera de Marte, y buscará signos de hielo de agua subterráneo.
Tradicionalmente, las autoridades chinas no revelan mucha información antes del evento. Sin embargo, según una descripción general de la misión realizada por algunos investigadores chinos, sabemos la secuencia de aterrizaje que la nave espacial intentará seguir.
Primero, el Zhurong, protegido por un aeroshell (un caparazón protector que rodea la nave espacial que incluye el escudo térmico), ingresará a la atmósfera a una velocidad de 4 km / s. Cuando disminuya la velocidad lo suficiente, se desplegarán los paracaídas. En la última fase de la secuencia, se utilizarán cohetes con motores de empuje variable para una mayor desaceleración.
En contraste con su contraparte estadounidense, Tianwen-1 empleará dos tecnologías confiables: un telémetro láser para determinar dónde está en relación con el terreno marciano y un sensor de microondas para determinar su velocidad con mayor precisión. Estos se utilizarán para la corrección de la navegación durante su fase de descenso en paracaídas. Durante la fase de descenso motorizado al final, las imágenes ópticas y Lidar ayudarán en la detección de peligros.
Justo antes del aterrizaje, comenzará una secuencia automática de evitación de obstáculos para un aterrizaje suave. Si la misión tiene éxito, China será el primer país en aterrizar un rover en Marte en su primer intento. Unos días después de eso, Zhurong estará listo para explorar la superficie.
